Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ — виды, характеристики, особенности

Современный токарно-фрезерный обрабатывающий центр представляет собой многофункциональный станок универсального вида, на котором можно производить фрезерную сложную обработку и выполнять полный спектр токарных работ по металлу.

Виды токарно-фрезерных центров на современном рынке

Станки данной категории подразделяются на две большие группы: устройства без ЧПУ и с ЧПУ. К оборудованию без системы ЧПУ относятся ручные, полуавтоматические и автоматизированные станки. В рамках данной статьи рассматриваются устройства, на которых реализовано числовое программное управление. Обрабатывающие центры с ЧПУ, выпускаемые современной промышленностью, подразделяются на несколько видов:

• простой конструкции;
• с противошпинделем;
• с приводным центром;
• с установленной С-осью.

Объединяет эти обрабатывающие центры, имеющие свои конструктивные особенности, то, что они одновременно обладают функциональностью токарных и фрезерных станков.

Компактный настольный токарно-фрезерный станок, не оснащенный ЧПУ

Токарно-винторезные станки

Самая распространенная токарная группа станков предназначена для единичного и серийного выпуска продукции. На станках производятся все виды токарных работ. Нарезание всех видов резьбы выполняется специальными инструментами (метчиками, плашками, резцами).

Основными элементами токарно-винторезного станка являются: станина, передняя бабка с коробкой скоростей и вращающимся патроном, задняя бабка для закрепления обрабатывающего инструмента или поддерживания длинных заготовок, суппорт для зажима резцов, кинематика, обеспечивающая перемещение.

Установка заготовок возможна в патроне, патроне и удерживающем центре задней бабки, на оправке, в двух центрах. При зажиме в патроне, максимальный рекомендованный вылет заготовки составляет два-три диаметра. При большей длине выступающей части применяют задний центр. Обработка длинных валов, для обеспечения соосности нескольких сопрягаемых поверхностей, производится между двумя центрами. Оправки служат для обработки заготовки с предварительно выполненными центровыми отверстиями.

Недостатки:  основным недостатком является зависимость от квалификации токаря, сложно обеспечивать выполнение серийности деталей

Характеристики токарно-фрезерных обрабатывающих центров

Выполнять несколько типов технологических операций (сверлильные, токарные и фрезерные) на одном устройстве позволяют и токарно-револьверные станки, но из-за недостаточно высокой подвижности револьверов объем производимой с их помощью продукции ограничен.

Этого недостатка лишены токарно-фрезерные обрабатывающие центры, в конструкции которых имеется специальная фрезерная головка. Посадочное отверстие в такой головке может быть выполнено под различные типы конусов (Capto, HSK, BT или ISO), что позволяет устанавливать в нее токарные резцы. Благодаря этому подобные токарно-фрезерные станки могут применяться для выполнения таких технологических операций по металлу, как сверление, зенкерование, нарезание резьбы, создание фасок и канавок, обработка торцов и их подрезка, развертывание и др.

Используя специальную переходную оправку, на обрабатывающие центры с ЧПУ можно устанавливать резцы с квадратным хвостовиком и режущий инструмент с особой формой посадочной части. В одном шпинделе станков этой категории можно закреплять как неподвижный, так и вращающийся рабочий инструмент. Меняются инструменты в токарно-фрезерных обрабатывающих центрах, оснащенных системой ЧПУ, автоматически, за это в конструкции станка отвечает особый механизм – сменщик.

Наибольшее распространение обрабатывающие центры с ЧПУ получили на предприятиях, которые занимаются изготовлением имеющих сложные формы деталей и конструкций из металла. При производстве таких изделий необходимо неоднократно чередовать операции точения и фрезерования, что и обеспечивается токарно-фрезерным обрабатывающим центром.

На обрабатывающих центрах преимущественно используется инструмент цельного типа или со сменными пластинами, выполненными из твердого сплава. В очень редких случаях может применяться инструмент, режущие пластины которого зафиксированы при помощи пайки.

Рабочие органы обрабатывающего центра с ЧПУ

Общие сведения о конструкции

Несмотря на кажущуюся сложность, токарные станки с ЧПУ имеют компоновку, во многом схожую с классическими моделями. В качестве дополнительных элементов могут устанавливаться сервоприводы или шаговые электродвигатели для точной настройки положения каретки.

Для определения фактической функциональности оборудования следует детально изучить его конструкцию. Ее свойства напрямую скажутся на возможности выполнения той или иной операции. Также они определят требуемые характеристики заготовки — ее размер и вес. Дополнительно следует учитывать материал изготовления детали.

Основные конструктивные компоненты специализированного станка с блоком ЧПУ:

• станина (основание). Она является несущей конструкцией всех элементов оборудования. Помимо этого, станина уменьшает величину колебаний, возникающих в процессе работы электродвигателя;
• шпиндельная бабка. Предназначена для установки токарных патронов различного назначения. На шпиндельную бабку передается крутящий момент от силовой установки. Изменение параметров вращения происходит с помощью коробки скоростей;
• суппорт. Он необходим для смещения резца относительно вращающейся заготовки. Конструктивно состоит из двух кареток — верхней и нижней. На верхней установлен резцедержатель, а нижняя предназначена для смещения конструкции по направляющим станины;
• система подачи. С ее помощью происходит смещение суппорта по одной или двум плоскостям. Движение передается на валик или ходовой винт.

Для увеличения производительности нередко устанавливают так называемую револьверную головку. Это резцедержатель сложной конфигурации, в котором предусмотрено крепления для установки нескольких резцов. Таким образом повышается скорость обработки детали.

Для выполнения широкого спектра операций с крупногабаритными заготовками применяются дополнительные устройства — тумбы. С их помощью вес детали равномерно распределяется между передней и задней бабками.

Горизонтальный обрабатывающий центр

В ряде случаев вследствие конструктивно-прочностных особенностей заготовок, а также особенностей их обработки, и необходимости отвода охлаждающей жидкости и стружки из области резания, более целесообразно использовать горизонтальные обрабатывающие центры. В таком случае горизонтальное расположение шпинделя более удобно, а в некоторых случаях без него просто не обойтись.

Главные преимущества таких станков перед вертикальными:

• вследствие горизонтального положения шпинделя стружка не накапливается в большом объеме в зоне обработки. Горизонтальные шпиндели выполнены по более жесткой схеме, в них присутствует система противодействия вибрациям, к примеру, пневматическая
• двух-паллетное выполнение рабочего стола вместе с 4-й координатой: вращением в горизонтальном направлении с шагом 1° или 0,001°. Присутствие второй паллеты дает возможность экономить время на снятие и монтаж заготовок. Этот момент очень важен в массовом производстве, а благодаря повороту стола получается обработать все боковые стороны изделия
• возможность реализации сменщика инструмента в форме «гусеничной» конструкции. Если применяется не 2 гусеничных колеса, а больше, — «гусеница» может отличаться сложной формой, вследствие чего в малом объеме размещается большое количество инструмента: 40, 90 и4 даже 120 позиций.

Как вертикальные, так и горизонтальные обрабатывающие центры осуществляют комплексную обработку корпусных деталей не только из древесины, но и из черных и цветных металлов.

О преимуществах устройств с ЧПУ

Главным преимуществом специального токарно-давильного станка с ЧПУ РТ305М, является высокий показатель степени автоматизации производства, так как вмешательство оператора устройства в его технологический процесс сведено минимально. Главной задачей обслуживающего персонала при числовом управлении установкой, является токарная обработка изделий, практически выполняя только лишь подготовительные и заключительные производственные операции, например:

• установка и закрепление детали;
• снятие уже обработанного изделия;
• техническая наладка инструментов.

Важно. Оператор наладчик, при подобном программном управлении, способен проводить техническое обслуживание одновременно нескольких таких токарных устройств с ЧПУ.

К преимуществам использования токарных приспособлений с числовым управлением также относят:

• производственная гибкость, при которой для обрабатывания разных изделий достаточно только заменить или скорректировать управляющую программу;
• бесконечное число повторяющих циклов при достаточно высоком уровне параметра обработки деталей;
• возможность такой обработки изделий, которая порой недоступна на обычных простых токарных устройствах;
• долгий срок эксплуатации токарных станков с ЧПУ, технические характеристики, которых на порядок выше, по сравнению с обычными станками, особенно при использовании автоматической подачи СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей) в области резки.

Токарный обрабатывающий центр

Для того, чтобы обработать деталь по конкретным параметрам с высоким уровнем точности в токарном обрабатывающем центре необходима определенная оснастка. К примеру, чтобы в момент сильной подачи при высоких оборотах заготовка не меняла своего положения нужно применять центровую оснастку.

Существуют различные типы:

• упорный наконечник с хвостовиком приблизительно одинакового диаметра, позволяет предотвратить заклинивание
• грибковый наконечник с усеченным рабочим конусом, с центрированным валиком или насадкой для него. Их используют, чтобы зафиксировать заготовки с полыми торцевыми отверстиями 
• обратный, отличающийся наружными коническими торцами для установки в отверстие центра. Такие токарные центры используются для фиксации заготовок малого сечения
• полуцентр, устанавливаемый в заднюю бабку, дает возможность обрабатывать заготовки на торцах.

Характеристики обрабатывающих центров позволяют получать конечные продукты очень высокого качества.

Эксплуатационные качества

Станок с вертикально расположенным резцом

Наличие блока ЧПУ предусматривает возможность работы токарных станков в нескольких режимах — автоматическом или полуавтоматическом. В первом случае повышается скорость обработки деталей, но при этом снижается контроль за качеством операции. Полуавтоматический режим применяется при сложной обработке.

При активации полуавтоматического режима происходит выполнение одной операции, после чего установка останавливается. Для продолжения процесса обработки оператор должен вручную запустить следующую операцию. Такая методика актуальна при изготовлении штучных деталей. Это дает возможность замерить фактические характеристики заготовки и в случае надобности провести корректировку программы.

Автоматический режим работы актуален для массового производства. При этом используются стандартные программы, которые изменяются только в случае изготовления другого типа изделия.

Несмотря на все преимущества станки с ЧПУ требовательны к условиям эксплуатации:

• соблюдение температурного и влажностного режима в рабочем помещении;
• проведение периодических проверок работы компонентов оборудования — шаговых электродвигателей или сервоприводов, отсутствие люфта при движении каретки и вращении шпиндельной бабки;
• адаптация программного обеспечения под конкретную модель CNC. Это необходимо в том случае, если происходит расширение функциональных возможностей оборудования;
• требования к параметрам электросети. Блок числового программного управления чувствителен к перепадам напряжения;
• обустройство места установки. Оборудование этого типа характеризуется достаточно большой массой и размерами. Поэтому для него необходимо сделать бетонное основание или установить специальные регулируемые опоры. Последний вариант является более приемлемым, так как эти компоненты способствуют снижению вибрации во время работы.

Во всем остальном эксплуатация установок с блоком числового программного управления ничем не отличается от практики обслуживания аналогичного оборудования. Важно также учитывать рекомендации производителей, которые указаны в техническом паспорте.

Лоботокарные станки

Для обработки заготовок, диаметр которых намного превышает их высоту (шкивы, железнодорожные колеса, маховики) используются лоботокарные станки. Поверхность обработки может быть как цилиндрической, так и конической. Есть возможность протачивать канавки, обрабатывать торцы.

Планшайба, диаметром до 4 метров, расположена вертикально, задняя бабка отсутствует. Станки для обработки особо крупных деталей состоят из двух частей, расположенных на разных основаниях: суппорт расположен обособленно. Планшайба у них имеет специальную выемку для закрепления заготовок с размерами, превышающими ее диаметр.

Токарно-затыловочные станки

Затылование — это специальный метод заточки задних поверхностей обрабатывающих инструментов: различного рода фрез, инструментов для сверления и нарезания резьбы. Такая операция проводится для сохранения формы инструмента при длительной эксплуатации.

По конструкции затыловочный станок похож на винторезный станок, но имеет свои особенности. Обрабатываемый инструмент вращается шпинделем. Режущий инструмент вместе с суппортом совершает линейные возвратно-поступательные движения в радиальном направлении, при этом проходит (затылует) обрабатываемый инструмент на один зуб.

Токарные автоматы и полуавтоматы

Современные токарные станки осуществляют обработку в автоматическом и полуавтоматическом режимах. В станках-полуавтоматах загрузка заготовок и снятие готовых изделий производится оператором.

Станки выпускаются с вертикально и горизонтально вращающимся шпинделем. Станки с вертикально расположенным шпинделем, благодаря отсутствию изгибающих сил на ось вращения шпинделя, обладают значительно большей точностью обработки.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Горизонтально-фрезерный станок 6Т82Г — х... Гидравлические прессы — работа, видео, ф... Гидроабразивная резка металла — установк... Станки для заточки сверл, изготовление с...